Молекулярная масса составляет от десятков тысяч до нескольких миллионов дальтон
Отличаются высокой специфичностью действия в отношении химической природы субстрата и типа реакции. Для каждого фермента характерна специфическая последовательность расположения аминокислотных остатков и пространственная конформация. Активность ферментов в клетках строго контролируется как на генетическом уровне, так и посредством определенных низкомолекулярных соединений: субстратов и продуктов реакции.
простые ф е р м е н т ы сложные Полипептид- ная цепь АК Гидролитические ферменты: пепсин, трипсин, папаин, уреаза и др. апофермент кофактор кофермент полипептидная цепь небелковый компонент гидролиз В1,В2,В6,РР
Каталитический центр Связывающий центр Аллостерический центр
класс функции группы Оксиредуктазы Катализируют ОВР,лежащие в основе биологического окисления Оксидазы, анаэробные дегидрогеназы, цитохромы, каталаза, пероксидаза Трансферазы Катализируют реакции межмолекулярного переноса атомов и радикалов Пренос ацильных, гликозильных, альдегидных, нуклеотидных, азотистых и др,
класс функции группы Гидролазы Катализируют расщепление внутримолекулярных связей органических веществ при участии молекулы воды Эстеразы, фосфатазы, пептидгидролазы, амидазы Лиазы Разрыв связей: С-О, С-С, С- N и др.; разрыв в месте двойной связи Декарбоксилазы, амидин-лиазы
класс функции группы Изомеразы Катализируют реакции изомеризации Рацемазы, эпимеразы, мутазы (внутримолекулярные трансферазы и оксиредуктазы и др.) Лигазы (Синтетазы) Синтез органических веществ из двух исходных молекул « X : Y лигазы»
Основные направления общая молекулярная медицинская прикладная инженерная
ФЕРМЕНТЫ Системы диагностики Кинетика реакций Биосинтез Бактериальной брожение Врожденные нарушения обмена Клеточный метаболизм Физиологическая регуляция Генетический аппарат Превращение энергии Медицина Фармакология Отрасли промышленности Превращение целлюлозы Биоэлектрокатализ Биотрансформация Экология
ФЕРМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АМИЛАЗЫ Гидролиз крахмала до декстринов, мальтозы и глюкозы. Спиртовая, пивоваренная промышленность, хлебопечение, получение патоки, глюкозы. ГЛЮКОИЗО-МЕРАЗА Изомеризация D -глюкозы в D -фруктозу. Кондитерская, ликероводочная, безалкогольная промышленность, хлебопечение. ПЕКТИНАЗА Гидролиз галактуронана, осветление вина и фруктовых соков.
ФЕРМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЛЮКООКСИ-ДАЗА Удаление кислорода и глюкозы(из яичного порошка, мясных и других продуктов). Виноделие, пивоваренная, консервная, соковая и безалкогольная промышленность. ЛИПАЗЫ Гидролиз жиров и масел. Пищевая, легкая, медицинская промышленность, с/х, коммунальное хозяйство, бытовая химия.
ФЕРМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕПТИДО-ГИДРОЛАЗЫ Лизис белка, получение аминокислот, производство сыра, мягчение мясных и рыбных изделий, выделка кожи. Пивоварение, виноделие, хлебопечение, пищевая промышленность, с/х, медицина. ЦЕЛЛЮЛАЗЫ Гидролиз целлюлозы до глюкозы. Производство пищевых и кормовых белковых препаратов, этанола. Спиртовая, пивоваренная, пищеконцентратная промышленность.
МИКРООРГАНИЗМЫ РАСТЕНИЯ ЖИВОТНЫЕ Для выделения ферментов используются те природные объекты, в которых содержание искомого энзима составляет не менее 1%
Поджелудочная железа, слизистые оболочки кишечника свиней, сычуги крупного рогатого скота, молочных телят, семенники половозрелых животных.
Высушивание Химическая обработка (настаивание, экстракция) Выделение ферментной массы (высаливание, осаждение) Отделение ферментной массы от раствора Измельчение тканей с целью разрушения клеток Стандартизация Измельчение
Пепсин Трипсин Амилаза Нуклеазы Пепсин ЭластазаТрипсинАмилаза, липазы Нуклеазы Коллагеназа Рибонуклеаза Ингибитор протеиназ, ά -химотрипсин Гиалуронидаза СЛИЗИСТАЯ ОБОЛОЧКА ЖКТ ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА СЕМЕННИКИ ЛЕГКИЕ ТКАНЬ СЕРДЦА Ингибитор протеиназ Цитохром С НАТУРАЛЬНЫЙ ЖЕЛУДОЧНЫЙ СОК СОБАК И ЛОШАДЕЙ Пепсин БЕЛОК КУРИНЫХ ЯИЦ Лизоцим
В качестве растительного сырья используются все органы растений. Семена растений богатые белками могут сохранять ферментативную активность на протяжении многих лет. Недостаток растительного сырья – сезонность его заготовки, неодинаковое содержание ферментов в различных частях растения.
Фракционная очистка (орг.растворители, соли) Тонкая очистка (хроматография) Экстракция экстрагенты: вода,водные растворы органических растворителей, растворы кислот, щелочей, нейтральныхсолей, буферные растворы Измельчение сырья с целью разрушения клеток Очистка экстракта от сопутствующих компонентов (кислотная и температурная денатурация, методы осаждениядиализ через мембраны Разделение и концентрация Кристаллизация ферментов
Фермент Источник Кислая фосфатаза Клубни картофеля Пероксидаза Корни хрена обыкновенного Липаза Семена чернушки дамасской Уреаза Семена столовых арбузов β - амилаза Проросшие семена пшеницы β -галаксозидаза Семена гороха Ингибитор липазы Семена рапса Ингибитор трипсина Семена люцерны Ингибитор амилазы Пшеница β -фруктофуразонидаза Семена овса Папаин, химопапаин Плоды дынного дерева Фицин Побеги и листья инжира Бромелин Ананас
Для производства ферментных препаратов используются преимущественно культуры плесневых грибов, дрожжей, актиномицетов; мицелляльные грибы родов Aspergillus, Penicillium, Rhizopus ; бактерии рода Bacillus, E.coli.
1 СТАДИЯ 2 СТАДИЯ 3 СТАДИЯ Обработка культуральной жидкости 4 СТАДИЯ 1) Подготовка среды для культивирования 2) Приготовление посевного материала Процесс ферментации Выделение и очистка фермента 5 СТАДИЯ Готовая продукция, кристаллизация
Микроорганизм Фермент Bacillus ά -амилаза, протеиназа, фруктофуранозидаза, пенициллиназа Escherichia coli L -аспарагиназа, фруктофуранозидаза Streptomyces Стрептокиназа, целиаза, глюкоизомераза, липазы Aspergillus Амилаза, протеиназа, липазы целлюлазы, террилитин, пектиназа Penicillium Липаза, глюкооксидаза, каталаза, пептидогидролазы, пектиназа Saccharomyces Фруктофуранозидаза, липазы
1.Лекарственные препараты: Дефицит панкреатических ферментов также в значительной степени может быть компенсирован приёмом внутрь препаратов, содержащих основные ферменты поджелудочной железы (фестал, энзистал, мезим-форте и др.).
2. Энзимодиагностика: Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. 3. Перевязочный материал: «Комбиксин», содержащее иммобилизованные формы эффективного антисептика (диоксидин) и протеолитического фермента (трипсин), обладает хорошим сорбционным свойством. Применяется для удаления некротизированных тканей и ускорения очищения ран
4. Лабораторные исследования: Ферменты как аналитические реагенты широко применяются в практике лабораторных исследований при определении субстратов, нуклеотидов. Принцип: в исследуемом материале содержится неизвестное количество субстрата. Для его определения вводят фермент, катализирующий превращение только этого субстрата, создают оптимальные условия реакции (pH, t и др.) и регистрируют скорость реакции (по образованию продукта или изменению кофермента). Затем определяют концентрацию искомого субстрата по скорости реакции.
